Ensayo de fatiga | 90/93 | UPV

Hola Mi nombre es David García novera y soy profesor del departamento de ingena mecánica y materiales de la Universidad politécnica de valencia en esta presentación vamos a hablar del enso de fatiga primer lugar comentaremos el concepto de fatiga segundo hablaremos de la normativa aplicada en este caso de la máquina de ensayo de las curvas de fatiga de diferentes materiales eh de los factores afectan a la fatiga y por último de las ición de fractura fatiga en cuanto a concepto de fatiga quiere decir que piezas sometidas a esfuerzos variables esfuerzos repetitivos y ciclos cíclicos fallan eh con esfuerzos mucho más pequeños a los que en un principio están calculados para esfuerzos constantes qui decir el component de una pieza sometida a caras variables con el tiempo es modo distinto a la misma pieza sometida a esfuerzos constantes prácticamente toda la totalidad de de piezas y y aplicaciones tienen esfuerzos variables el eje de una máquina solo de un edificio máquinas de herramientas cable de una arua la estatura de camiones sola de zapatos una infinidad de aplicaciones y de y de piezas están sometidas a esfuerzos variables cuant nortiv aplicar para este ensayo es es abundante aquí recogemos cierta normativa por ejemplo la princip va sería el s fáctica materiales metálicos la unes 1117 del año 58 pero también podemos encontrar ensos de fatiga para calzado podemos encontrar para adhesivos estructurales para cables de acero incluso para material aeroespacial como digo Hay diversidad de normativa respecto al ensayo de fatiga y hay ensayos específicos para un determinada aplicación una determinada pieza en cuanto a la máquina de ensayos vamos a hablar eh del ensayo de flexión rotativa para metales en este el caso de fatiga la máquina consideral este de aquí podemos ver ahí las dos flechas que observamos indican la colocación de la probeta y la imagen de la derecha observamos Cuál es la forma de la probeta de una forma específica una forma eh regida Por la norma comentada anteriormente bien la representación esquemática es la que podemos observar aquí tenemos una probeta que dará vueltas si est aplicando una carga y la máquina además será capaz de medir las vueltas que soporta aplicando esa carga hasta su rotura como he comentado antes este tipo de esfuerzo es llamamos flexión rotativa bien si analizamos queé le ocurre a apr Beta aquí tenemos en esta figura eh una orientación esquemática de sería el eje de apr beta en cuando está sin aplicarse movimiento cero vueltas la fibra Superior aquí en color rojo a se encuentra soportando un esfuerzo de tracción mientras que la fibra inferior aquí azul B soportando un esfuerzo de compresión al dar media vuelta se invierte la fibra B es la que soporta el esfuerzo de tracción y la fibra ahora antes superior ahora inferior soporta esfuerzo de compresión a dar otra media vuelta vuelve la inversión si representamos la variación de cargas respecto al tiempo obtenemos un gráfico tal así en que tenemos tracción compresión tracción compresión largo del tiempo la variación cíclica de cargas bien ensayando diversas eh probetas con este tipo de máquina podemos obtener lo que suan las curvas sn es una correlación gráfica entre la extensión soportada y el número de vueltas que soporta un material antes de la fractura HM Es lógico pensar y deducir que a mayor nivel tensión es soportado por la probeta menor número de vueltas será el material capaz de soportar hasta la fractura también dependiendo del material la curva tendrá una forma determinada eh como ejemplo vamos a user dos tipos de curva la de una cero y la de una aluminio la primera que observamos aquí es la de una acero podemos observar comoos dicho anteriormente a medida que eh disminuye la tensión el número de ciclos aumenta pero llega un momento en el que se mantiene constante por mucho que aumenten los ciclos o por mucha tensión no no que se aumenten ciclos no da como consecuencia una tensión menor la tensión se mantiene constante eso da lugar a esa tensión la cual se mantiene constante es lo que se llama límite de fatiga tensión por debajo de la cual no se produce la roptura de fatiga nunca en el caso de aluminio no observamos esa ese límite de fatiga no tenemos una tensión por bajo cual no se produce ura nunca sig disminuyendo la tensión a meda que aumenta el número de ciclos HM en este caso no podemos hablar de límite de fatiga podemos hablar de lo que se considera el llamado resistencia de la fatiga fatiga se considera en un número de vueltas número de ciclos elevado eh Y se determina qué tensión llevará ese número de ciclos tan elevado número de ciclos que la mayoría de los casos son ciclos que no va a llegar en su servicio jamás esa ese material en cuanto a factores que afectan a la fatiga son varios en primer lugar el fenómeno de concentración de tensiones la resistencia de la fatiga se ve reducida por la presencia de puntos con concentración de tensiones sobre todo en ejes sea en tallas orificios hendiduras segundo lugar la rugosidad superficial aminor rugosidad superficial mejor respuesta a la fatiga ya que la rugosidad superficial actúa como concentrado de tensiones el estado superficial he sabido que tratamientos superficiales de endurecimiento ya sea cementación nit duración o carburación incrementan la vía de fatiga del material puesto que endurecen la superficie Y por último medio ambiente ambientes agresivos sobre todo corrosión disminuy resistencia material al incrementar la velocidad de propagación de la grieta por último en cuanto a sección de fractura observamos que este tipo como tenemos la figura aquí tenemos la sección a eh correspondiente a un eje que ha soportado un eje una probeta un bajo nivel de tensiones vemos como aparece solo un único frente de grieta el frente de grieta Se observa la zona de las líneas mientras la zona inferior gris hacia sería la zona final que rompe el material para un eje con alto nivel de tensiones podemos observar que aparecen varios frentes de grieta es decir observando la superficie de fractura podemos deducir si ha sido rota ha sido se produco fractura por un alto nivel de tensión soportado o por un bajo nivel de tensión soportado resumen eh hemos visto que piezas sometidas fuerzos variables fallan a cargas inferiores a las consideradas con esfuerzos constantes es necesario considerar la rotura por fatiga en aquellas piezas donde las caras aplicadas varían con el tiempo las curvas de fatiga permiten determinar el límite de fatiga o en su defecto la resistencia a la fatiga para un número de vueltas considerado Por último el análisis de sección de fractura fatiga permite determinar el nivel de tensiones aplicadas y causantes de la rotura del material Eso es todo gracias por su atención